幾種常見形式斜拉橋的特點淺析及設計計算

1、幾種常見形式斜拉橋的特點淺析及設計計算姓名：XX 學號：X0X0X0XX 摘 要：斜拉橋的主要形式有以下幾種： 1）雙塔三跨式；2）獨塔雙跨式；3）斜塔但跨式；4）三塔四跨式；5）多塔多跨式等。這些斜拉橋形式有各自的適用范圍，應按工程具體情況選用適當?shù)男问竭\用。關鍵詞：斜拉橋；跨徑；適用條件；跨徑設計；分孔尺寸1 引言斜拉橋是一種用斜拉索懸吊橋面的橋梁。最早的這種橋梁，其承重索是用藤羅或竹材編制而成。它們可以說是現(xiàn)代斜拉橋的雛形。斜拉橋的發(fā)展，有著一段十分曲折而漫長的歷程。18世紀下半葉，在西方的法國、德國、英國等國家都曾修建過一些用鐵鏈或鋼拉桿建成的斜拉橋。可是由于當時對橋梁結構的力學理論缺

2、乏認識，拉索材料的強度不足，致使塌橋事故時有發(fā)生。如德國薩爾河橋（1824）在建成第二年，就在一次有246人舉行的火炬游行人群聚集橋上時，橋突然坍塌而釀成50 人喪生的嚴重慘劇。因此在相當長的一段時間內(nèi)，斜拉橋這一橋型就銷聲匿跡了。直至第二次世界大戰(zhàn)后，在重建歐洲的年月中，為了尋求既經(jīng)濟又建造便捷的橋型，使幾乎被遺忘的斜拉橋重新被重視起來。世界上第一座現(xiàn)代公路斜拉橋是1955年在瑞典建成的，主跨為182.6m的斯特羅姆海峽鋼斜拉橋。近年來斜拉橋在國內(nèi)外得到了迅速發(fā)展，目前已建成跨度最大的是中國蘇通長江公路大橋（1088m）。12 各形式斜拉橋的特點分析斜拉橋的孔徑布置主要可以分為雙塔三跨式、獨

3、塔雙跨式和多塔多跨式等三種形式。在特殊情況下，斜拉橋也可以布置成獨塔單跨式或者混合式。下面就這幾種形式的特點進行簡要的分析。雙塔三跨式（圖一）是一種最常見的斜拉橋孔徑布置形式。雙塔三跨式斜拉橋通常布置兩個邊跨的跨度相等的對稱形式，亦可以布置成兩個邊跨跨度不等的不對稱形式。邊跨的跨度L1與主跨的跨度L2的比例關系通常取0.4左右。根據(jù)已建斜拉橋的資料統(tǒng)計，一般跨度比L1/ L2=0.350.5。另外，還可以根據(jù)需要在邊跨內(nèi)設置輔助墩，以提高結構體系的剛度。輔助墩數(shù)不宜過多，一般設置12個，數(shù)量過多效果并不明顯。由于雙塔三跨式斜拉橋的主孔跨度較大，一般可適用于跨度較大的河流、河口和海峽。圖一 雙塔

4、三跨式斜拉橋獨塔雙跨式斜拉橋（圖二）也是一種常見的孔徑布置方式。獨塔雙跨式斜拉橋可以布置成兩跨不對稱的形式，即分為主跨與邊跨；也可布置成兩跨對稱，即等跨形式。其中以兩跨不對稱的形式居多，也比較合理。獨塔雙跨式斜拉橋的邊跨的跨度L1與主跨的跨度L2的比例，通常介于0.60.7之間。由于它的主孔跨徑一般比雙塔三跨式的主孔跨徑小，故特別適用于跨越中小河流、谷地及交通道路；也可用于跨越較大河流的主航道部分。23圖二 獨塔雙跨式斜拉橋在跨越寬闊水面時，由于橋梁長度大，必要時也可采用三塔斜拉橋，如湖南洞庭湖大橋（圖三，主跨2×348m）。由于中間橋塔沒有端錨索來有效地限制其變形，三塔斜拉橋的結構

5、柔性會有所增大。圖三 洞庭湖大橋（三塔四跨式斜拉橋）在適宜的地形條件下，有時也可采用獨塔單跨式斜拉橋，此時邊跨跨度很小，甚至沒有邊跨。圖四為Marian Bridge (the Czech Republic) ，主跨123.3m。圖四 Marian Bridge（the Czech Republic)多塔多跨式斜拉橋應用較少，這是由于多塔多跨式斜拉橋的中間塔頂沒有端錨索來有效地限制它的變位，結構剛度較低。增加主梁的剛度可以在一定程度上提高多塔斜拉橋整體高度，但這樣做必然會增加橋梁自重。在必須采用多塔多跨式斜拉橋時，可將中間塔做成剛性索塔，此時索塔和基礎的工程量會增加很多，或者用斜拉索對中間塔頂

6、加勁，但這種場所柔度較大，且會影響橋梁的美觀。3 斜拉橋設計計算下面通過一個實際例子來說明如何進行斜拉橋形式的選擇與結構計算。例：設一跨江橋梁總跨徑500m，采用斜拉橋。試采用2種形式，設計其跨徑和分孔，要求擬定分孔尺寸并分析受力、變形等特點。方案一：可采用邊跨對稱的雙塔三跨式。由于邊跨的跨度L1與主跨的跨度L2的比例關系通常取0.4左右，不妨取L1/ L2=0.39，則計算可得，主跨跨度L2=280m，兩個邊跨跨度L1=110m。主孔跨徑由主跨跨度決定，而兩個邊跨各設置一個輔助墩，位置在距橋頭50m處，由此，兩邊孔孔徑也可確定。借助ANYSY軟件，輸入已知數(shù)據(jù)并添加荷載后，可對橋梁的受力特性

7、及變形進行單元分析。方案二：可采用獨塔雙跨不對稱式。此時邊跨的跨度L1與主跨的跨度L2的比例關系通常位于0.60.7之間，可取L1/ L2=0.61,，可得主跨跨度L2=310m，邊跨跨度L1=190m。可在主跨近岸處設置2個輔助墩，輔助墩之間間距為50m，近岸端輔助墩距橋頭40m。456同樣可用ANSYS軟件分析該設計橋型的受力特性和變形。由于跨徑500m屬于中小型河流，通過軟件分析可知，雙塔三跨式不太適合該跨徑橋梁選用；而獨塔雙跨式斜拉橋的主跨徑較小，故更適合用于跨越中小河流、谷地及交通道路，由以上分析可知，此斜拉橋宜采用第二種方案。4 結語本文通過對各形式斜拉橋的特點及適用范圍進行了系統(tǒng)分析，并對其中兩種形式做了一些基礎的設計計算，包括跨徑和分孔尺寸，受力特性等。由于知識儲備不足和時間所限，未能進行深入而具體的探討，誠請老師見諒。參考文獻1 佚名. 斜拉橋. 百度文庫，20102 劉夏平. 橋梁工程. 北京：科學出版社，20053 中國土木建筑百科辭典. 橋梁工程M. 中國建筑工業(yè)出版社，199